1-ma`ruza mavzu: Biotexnologiyaning asosiy tushunchalari va ta’rifi

Fermentlarni tozalash usullari. 
Fermentlar va boshqa oqsil moddalari har xil erimaydigan adsorbsiya (surilish) 
qobiliyatiga ega. Bu xususiyat oqsil aralashmalarini birikmalarga ajratishda va ayniqsa 
fermentlarni laboratoriya sharoitida tozalashda, hamda gomogen bo’lgan ferment 
preparatlarini olishda ishlatiladi. Adsorbsiya usuli, shu bilan birga kolonkali xromatografiya 
usullari fermentlarni yuqori darajada toza va ko’p miqdorda olish imkonini beradi. 
Oqsillarning muhim adsorbentlari bo’lib, hap xil ionalmashuvchilar, ya’ni kalsiy fosfat, 
alyuminiy gidroksid gellari va ma’lum tipdagi fermentlar uchun maxsus bo’lgan har xil affin 
adsorbentlar hisoblanadi. Fermentlarni tozalash va oqsillarni ajratish texnologiyasi qanday 
tipdagi usulda bo’lishiga qaramay quyidagilarga asoslanadi. Ferment mahsulotini o’z 
tarkibiga olgan oqsillar aralashmasi ma’qul bo’lgan erituvchida (buferda) eritiladi va shu 
erituvchi bilan muvozanatlangan kolonkaga yuboriladi. Keyin shu kolonkadan ma’lum 
tarkibga ega bo’lgan buferni yoki konsentratsiyasi o’sib boruvchi gradiyentli yuvish eritmasi, 
yoki bo’lmasa ushbu ferment uchun maxsus bo’lgan bog’lovchi (ligand) yordamida oqsil 
bosqichma-bosqich yuvib olinadi. Kolonkadan yuvib olingan ferment preparatlari fraksiyalar 
to’plamida yig’iladi va fermentni toza preparatini olish uchun boshlang’ich material bo’lib 
xizmat qiladi. 
Ionalmashuv xromatografiya usuli. Bu usulda oqsillar elektrostatik kuch yordamida 
bog’lanadilar, ya’ni bu hodisa zaryadlangan oqsil sirtlari va zaryadlangan ionalmashuv 
birikma guruhlarining zich qatlami o’rtasida yuzaga keladi. Тipik ionalmashuvchi sifatida
bo’ktirilgan dietilaminoetil (DEAE-) yoki karboksimetil (KM) sellyulozani ko’rsatish 
mumkin. Ular bo’ktirilgan holatda zaryadli guruhlarning 0,5 M konsentratsiyasiga zga 
bo’ladi. Bu zaryadlap kolonkada qapama-qarshi bo’lgan ionlarni (metall ionlari, xlor ionlari, 
bufer va h.k. neytrallaydi. Odatda oqsilning umumiy zaryad belgisi ion almashuvchiga 
o’tirgan ion belgisi bilan bir xil bo’ladi va kolonkadan o’tish jarayonida aynan uni siqib 
chiqaradi. Shuning uchun ham bu jarayon xususiyatiga qarab "ion almashuv" jumlasi 
qo’llaniladi. 
Kolonkada adsorbsiyalangan kepakli oqsilni yuvish uchun affin usulidan tashqari ikki 
usuldan foydalaniladi. Birinchi usul - buferning pH ko’rsatkichini ma’lum darajaga 
o’zgartirish bilan ion kuchini oshirib, adsorbent va oqsil o’rtasidagi elektrostatik o’zaro 
ta’sirni kamaytirishdir. Bu usul umuman yaxshi natija bermaydi. Chunki bufer hajmini 
kichik bo’lganligi uchun rN 
ko’rsatkichini birdaniga o’zgar-tirish oqsil aralashmalariga 
va boshqa birikmalarning yomon ajralishiga sabab bo’ladi. Keyingi yillarda bu usul 
L.L.Slyuyterman va boshqalar (1981) tomonidan xromatofokus usuliga o’tkazish yo’li bilan 

---

takomillashtirilmoqda. Bunda yuvish jarayonida amfolit tipidagi bufer hajmi yuqori bo’lgan 
buferlardan foylalaniladi va shu usul keyinchalik sanoat miqyosida o’z o’rnini topishi 
mumkin. 
Ikkinchi usul keng miqyosda foydalanilayotgan kaliy yoki natriy xlorid tuzlari 
yordamida gradiyent tuzishga asoslangan. Тuz ionlari ishtirokida mustaqil oqsil na 
adsorbentlar o’rtasidagi o’zaro tortish kuchi kamayadi. Тuz ionlari konsentratsiyasini oshishi 
bilan adsorbentga bog’langan oqsillar o’z o’rinlarini ularga bo’shatadilar va o’zlari 
kolonkadan yuvilib chiqa boshlaydilar. Shu bilan birga tuz ionlari ta’sirida adsorbentlar 
o’zaro yaqinlashib oqsil harakati uchun tor yo’lkalar hosil qiladi va bu hodisa fermentlarni 
kolonkadan chiqishida fraksiyalarga ajratib olish imkonini beradi. 
Affinli xromatografiya usuli. Bu usul oqsil va fermentlarni tozalash va ajratishning 
adsorbsiya hodisasiga asoslangan usullari ichida alohida o’rinni egallaydi. Ko’pincha uni 
affinli xromatografiya yoki bioaffinli yoki bo’lmasa biospetsifik xromatografiya deyiladi. 
Ma’lumki, barcha biologik faol birikmalar, xususan fermentlar ham ligandlar yoki 
affinli ligandlar deb nomlanadigan birikmalarga maxsus bog’lanish xususiyatlariga egadir. 
Agarda shunday ligandlarni inert matritsaga kovalent bog’lasa faqat kerakli fermentni 
ushlovchi va qolgan oqsil va moddalarni o’tkazib yuboruvchi maxsus adsorbentni olish 
mumkin. 
Maxsus yuvuvchilardan yoki jarayon sharoitlari farqi asosida ligandni fermentga 
bo’lgan xususiyatini o’zgartirish yo’li bilan oqsilni desorbsiyaga uchratib, tozalash natijasida 
bitta yuqori tozalikka ega bo’lgan fermentni olish mumkindir. Lekin ligand va uni ushlab 
turuvchini tanlash juda qiyin vazifadir. Ko’pchilik hollarda affinli adsorbentlarni sintez 
qilishda tozalanayotgan fermentning xususiyatlarini e’tiborga olish kerak. Affinli 
xromatografiya uchun har xil turdagi erimaydigan sorbentlardan foydalanadi, lekin eng ko’p 
tarqalgani ko’ndalang qilib ulangan agaroza donachalaridir. Ular yuqori bosimda o’z shaklini 
saqlaydi va buferlarni hamda erituvchilarni almashtirishga bardoshlidir. 
Gelxromatografiya usuli. Gelfiltratsiya jarayonini amalga oshirish uchun dekstran 
asosida olingan gellardan foydalaniladi va ular yordamida razmeriga qarab har xil 
makromolekulalarni tez ajratish mumkin. Gel ochiq holdagi ko’ndalang tikilgan uch 
o’lchamli molekula turi bo’lib, kolonkalarni oson to’ldirish uchun yumaloq donachalar 
(granula) ko’rinishida bo’ladi. Donachalarda kichik teshikchalari bo’lib, ularga faqat juda 
kichik molekulali birikmalar kiradi va yirik molekulalar esa kirmaydi. Bu usul gellarning 
aynan shu xususiyatiga asoslangandir. 
Bu usul fermentlarni tozalash va ajratishda nafaqat laboratoriya, balki sanoat miqyosida 
ham keng qo’llaniladi. Gelfiltratsiya uchun ko’ndalang tikilgan dekstran (sefadekslar va 
sefakrillar) gellaridan, ko’ndalang tikilgan poliakrilamid gellaridan (biogellar), akrilamid 
polimer zanjiri yopishtirilgan agaroza gellardan (ultragellar) va b. agaroza gellaridan 
foydalaniladi. 
Kolonkada ferment eritmasining bir qismi gel donachalar orasida va bir qismi esa 
donachalarning teshikchalari ichida joylashadi. Gelfiltratsiya – bu tarqaluvchan 
xromatografiyaning bir shakli bo’lib, eritilgan moddalar eritmaning bir muncha yuzada 
joylashgan harakatchan va ichki tomonida joylashgan kam harakatli qismlarida tarqalgan 
bo’ladi. Kolonkada eritilgan moddaning ushlab qolinish darajasi uning gel teshikchalariga 
kira olish qobiliyatiga bog’liqdir. Shuning uchun gelfiltratsiya jarayonida kolonkadan avval 
yuqori molekulali moddalar va keyin esa kichik molekulalilari birin-ketin chiqa boshlaydi. 
Bunda gel molekulyar to’r vazifasini bajaradi Bu jarayon ideal ravishda olib borilishi uchun 
gel tayyorlangan material erigan birikmalar ta’siriga juda ham inert bo’lishi kerak. Afsuski 

---

bugungi kunda ishlatilayotgan barcha gellar inert emas va ba’zan ma’lum pN ko’rsatkichida 
ular surish qobiliyatini namoyon qilishi mumkin, masalan, shunday gellarga sefakrillarni 
kiritish mumkin. Gelfiltratsiya usuli bilan mayda gel donachalarida yuqori bosim ostida juda 
ko’p har xil moddalarning, shu jumladan oqsillarning aralashmalari ajratilmoqda. Bu yangi 
yuqori bosim ostida suyuq xromatografiya uslubi qisqa vaqt ichida yuqori darajali ajratish 
imkonini beradi va u fermentlarni tozalashning oxirgi bosqichlarida juda ham unumlidir.